[發(fā)明專利]一種可實(shí)現(xiàn)空心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的空心葉片毛坯計(jì)算方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011202282.5
• 申請(qǐng)日: 2020-11-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112395698A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王寧;陳明和;史文祥;謝蘭生;武永;左敦穩(wěn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/17
• 分類號(hào): G06F30/17;G06F30/15;G06F30/23;G06F111/04;G06F111/10
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔

1.一種可實(shí)現(xiàn)空心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的空心葉片毛坯計(jì)算方法，其特征在于，包括如下步驟：

1）提取兩層板空心葉片的各空心型腔表面并縫合填充形成多個(gè)實(shí)體化空心型腔；

2）依據(jù)空心葉片三維數(shù)模葉盆及葉背型面作中性面，將空心葉片及實(shí)體化空心型腔各分割為兩瓣，從而得到分瓣空心葉片和分瓣實(shí)體化空心型腔；

3）將分瓣實(shí)體化空心型腔的非分割面與各自相對(duì)應(yīng)的分瓣空心葉片的空心型腔內(nèi)的表面進(jìn)行位移及轉(zhuǎn)動(dòng)約束完全綁定，分瓣實(shí)體化空心型腔分割面、分瓣空心葉片分割面均與中性面的位移及轉(zhuǎn)動(dòng)約束完全綁定，對(duì)中性面進(jìn)行逆向扭轉(zhuǎn)以及剛性平面加壓整平有限元模擬，并通過(guò)綁定位移及轉(zhuǎn)動(dòng)約束實(shí)現(xiàn)分瓣空心葉片及分瓣實(shí)體化空心型腔的逆向扭轉(zhuǎn)及整平有限元模擬；

4）基于逆向扭轉(zhuǎn)及整平有限元模擬結(jié)果中的分瓣空心葉片有限元單元節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，構(gòu)建逆向扭轉(zhuǎn)及加壓整平后的分瓣空心葉片的三維數(shù)字模型，得到兩瓣帶有空心型腔與加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)的空心葉片毛坯；

5）基于獲得的空心葉片毛坯進(jìn)行空心葉片成形過(guò)程模擬，對(duì)比模擬結(jié)果及空心葉片數(shù)模，修整葉片毛坯，添加機(jī)械加工余量，完成兩層板空心葉片毛坯設(shè)計(jì)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)現(xiàn)空心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的空心葉片毛坯計(jì)算方法，其特征在于，所述步驟1）具體包括：兩層板空心葉片的每個(gè)空心型腔具有六個(gè)內(nèi)表面，將同一空心型腔的六個(gè)表面縫合為一個(gè)封閉的整體，通過(guò)填充形成實(shí)體，獲得多個(gè)實(shí)體化空心型腔。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)現(xiàn)空心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的空心葉片毛坯計(jì)算方法，其特征在于，所述步驟2）具體包括：依據(jù)空心葉片三維數(shù)模葉盆及葉背型面作空心葉片中性面，且以中性面為分割面將空心葉片及實(shí)體化空心型腔各分割為兩瓣，從而得到分瓣空心葉片a、分瓣空心葉片b、分瓣實(shí)體化空心型腔a及分瓣實(shí)體化空心型腔b。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可實(shí)現(xiàn)空心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的空心葉片毛坯計(jì)算方法，其特征在于，所述步驟3）具體包括：完全綁定分瓣實(shí)體化空心型腔a的各個(gè)非分割面與分瓣空心葉片a的空心型腔對(duì)應(yīng)的各個(gè)內(nèi)表面的位移及轉(zhuǎn)動(dòng)約束，完全綁定分瓣實(shí)體化空心型腔b的各個(gè)非分割面與分瓣空心葉片b空心型腔對(duì)應(yīng)的各個(gè)內(nèi)表面的位移及轉(zhuǎn)動(dòng)約束，分別將分瓣實(shí)體化空心型腔a的分割面、分瓣實(shí)體化空心型腔b的分割面、分瓣空心葉片a的分割面及分瓣空心葉片b的分割面與中性面進(jìn)行位移及轉(zhuǎn)動(dòng)約束完全綁定，在多個(gè)截面內(nèi)同時(shí)通過(guò)多個(gè)扭轉(zhuǎn)剛體按照各自設(shè)計(jì)扭轉(zhuǎn)角度對(duì)中性面逆向扭轉(zhuǎn)有限元模擬，通過(guò)位于逆向扭轉(zhuǎn)后中性面兩側(cè)相互平行的兩剛性平面相向運(yùn)動(dòng)對(duì)中性面進(jìn)行加壓整平有限元模擬，在位移及轉(zhuǎn)動(dòng)約束完全綁定作用下，分瓣實(shí)體化空心型腔a、分瓣實(shí)體化空心型腔b、分瓣空心葉片a及分瓣空心葉片b隨中性面同時(shí)完成逆向扭轉(zhuǎn)及加壓整平有限元模擬。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可實(shí)現(xiàn)空心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的空心葉片毛坯計(jì)算方法，其特征在于，所述步驟4）具體包括：提取逆向扭轉(zhuǎn)及加壓整平有限元模擬后的分瓣空心葉片a及分瓣空心葉片b各表面的有限元單元節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，輸入三維造型軟件構(gòu)建逆向扭轉(zhuǎn)及加壓整平后的分瓣空心葉片a及分瓣空心葉片b的三維數(shù)字模型，從而獲得帶有空心型腔與加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)的分瓣空心葉片毛坯a及分瓣空心葉片毛坯b。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可實(shí)現(xiàn)空心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的空心葉片毛坯計(jì)算方法，其特征在于，所述步驟5）具體包括：基于獲得的分瓣空心葉片毛坯a及分瓣空心葉片毛坯b，導(dǎo)入有限元模擬軟件中進(jìn)行空心葉片成形過(guò)程有限元模擬，對(duì)比模擬結(jié)果及設(shè)計(jì)要求的空心葉片模型，修整分瓣空心葉片毛坯a及分瓣空心葉片毛坯b，添加機(jī)械加工余量，完成兩層板空心葉片毛坯設(shè)計(jì)。